тетрахлорид титана
Тетрахлорид титана представляет собой неорганическое соединение с формулой TiCl 4 . Это важный промежуточный продукт в производстве металлического титана и пигментного диоксида титана . TiCl 4 — летучая жидкость. При контакте с влажным воздухом он образует густые облака диоксида титана (TiO 2 ) и соляной кислоты , реакция, которая ранее использовалась для создания искусственного дыма на съемочных площадках. Его иногда называют «щекотать» или «щекотать 4» из-за фонетического сходства его молекулярной формулы (TiCl 4 ) со словом. [7] [8]
TiCl 4 представляет собой густую бесцветную жидкость для перегонки , хотя неочищенные образцы могут быть желтыми или даже красно-коричневыми. Это один из редких галогенидов переходных металлов, который является жидкостью при комнатной температуре, другим примером является VCl 4 . Это свойство отражает тот факт, что молекулы TiCl 4 слабо самоассоциируются. Большинство хлоридов металлов представляют собой полимеры , в которых атомы хлорида образуют мостик между металлами. Его точки плавления и кипения аналогичны температурам CCl 4 .
Ti 4+ имеет «замкнутую» электронную оболочку с таким же количеством электронов, как и благородный газ аргон . Тетраэдрическая структура TiCl 4 согласуется с его описанием как металлического центра ad 0 (Ti 4+ ), окруженного четырьмя идентичными лигандами. Эта конфигурация приводит к высокосимметричным структурам, отсюда и тетраэдрическая форма молекулы. TiCl 4 имеет структуру, аналогичную TiBr 4 и TiI 4 ; эти три соединения имеют много общего. TiCl 4 и TiBr 4 реагируют с образованием смешанных галогенидов TiCl 4-x Br x , где x = 0, 1, 2, 3, 4. Магнитно-резонансные измерения также показывают, что галоидный обмен также происходит быстро между TiCl 4 и VCl 4 . [9]
TiCl 4 растворим в толуоле и хлоруглеродах . Некоторые арены образуют комплексы типа [(C 6 R 6 )TiCl 3 ] + . [10] TiCl 4 экзотермически реагирует с донорными растворителями , такими как ТГФ , с образованием гексакоординированных аддуктов . [11] Более объемные лиганды (L) дают пентакоординированные аддукты TiCl 4 L.
TiCl 4 производится хлоридным способом , который включает восстановление руд оксида титана, обычно ильменита (FeTiO 3 ), углеродом в токе хлора при 900 °C. Примеси удаляются перегонкой .
Совместное производство FeCl 3 нежелательно, что мотивировало разработку альтернативных технологий. Вместо прямого использования ильменита используется «рутиловый шлак». Этот материал, представляющий собой нечистую форму TiO 2 , получают из ильменита путем удаления железа с помощью восстановления углерода или экстракции серной кислотой . Неочищенный TiCl 4 содержит ряд других летучих галогенидов, в том числе хлорид ванадила (VOCl 3 ), тетрахлорид кремния (SiCl 4 ) и тетрахлорид олова (SnCl 4 ), которые необходимо отделить.
